CN201236747Y - 车用柴油机电子调速器 - Google Patents
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Abstract
车用柴油机电子调速器，包括：电子控制器，所述电子控制器连接有传感器、蓄电池、执行器、标定系统模块、故障指示模块，所述电子控制器，包括主控单片机，主控单片机的通信接口分别连接模拟信号处理电路模块、滤波整形电路模块、电源处理电路模块、功率驱动电路模块、通讯驱动模块、LED驱动电路模块、开关量处理模块。本实用新型的车用柴油机电子调速器以双核16位微处理器为核心，数据处理能力强，接口配置全面，除基本调速功能外，可实现废气再循环、预行程、车辆自动巡航，以及自适应等更复杂的控制功能和控制策略，可满足发动机国III排放的控制要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及发动机的电子控制系统，且特别涉及一种车用柴油机电子调速器。
背景技术
现有的柴油发动机采用机械式喷油泵和机械式调速器。机械式喷油泵即柱塞式喷油泵，一般由泵体、泵油机构、油量控制结构及传动机构组成。结构复杂，通用性差，高低速供油压力变化幅度大，控制精度低，造成柴油机各缸燃油供给不均，易发生异常喷射，且发动机排放较差。
机械式调速器就是通过杠杆、飞锤、弹簧等机构所产生的力的平衡，来控制喷油泵的齿条位移，从而控制柴油机的转速。整个传动系统结构复杂，响应速度慢、调速精度低、稳定性差。我国从2007年7月1日起，对车用柴油机排放执行国III标准。而机械式调速器不能满足发动机有害尾气排放的要求。本实用新型克服传统机械调速器的缺陷，有效改善汽车发动机有害气体的排放，能够满足国III标准。
中国专利ZL200520024903.X提供了一种发动机电子调速器，包含壳体和内部电路，其特征为：内部电路包含转速输入信号的放大整形电路、输入端与放大整形电路的输出端相连的启动油量限制电路、输入端与启动油量限制电路的输出端相连的比较运算电路、输出端与比较运算电路的输入端相连的转速设定电路、与比较运算电路的输出端相连的驱动电路以及电源电路；启动油量限制电路包含相互连接的运放芯片以及连接于运放芯片之间的电阻、电容，其中，运放芯片的反相端与二极管、电阻、电感串联形成线端并与壳体上的引出端子相连；比较运算电路包含相互连接的运放芯片以及连接于运放芯片之间的电阻、电容和二极管，其中，运放芯片的同相端与启动油量限制电路中的运放芯片的输出端相连，运放芯片的输出端经电阻与启动油量限制电路中的运放芯片的反相端相连；转速设定电路包含运放芯片、和连接于运放芯片之间由电阻、电容连接而成的调压电路，调压电路中的线端与壳体上的引出端子相连；驱动电路包含三极管，输出端分别与三极管的基极相连的运放芯片，与三极管的输出端相连的VMOS管，驱动电路的输出端与壳体上的引出端子相连，驱动电路中的三极管的基极经电阻、并经比较运算电路中的二极管、三极管、电阻、二极管与运放芯片的输出端相连。但其不具备能够有效改善发动机排放等功能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种车用柴油机电子调速器，克服车用柴油机响应速度慢、调速精度低、稳定性差、排放超标等缺陷。
本实用新型所解决的问题可以采用以下技术方案来实现：
车用柴油机电子调速器，包括：电子控制器，所述电子控制器连接有传感器、蓄电池、执行器、标定系统模块、故障指示模块，其特征在于，所述电子控制器，包括主控单片机，主控单片机的通信接口分别连接模拟信号处理电路模块、滤波整形电路模块、电源处理电路模块、功率驱动电路模块、通讯驱动模块、LED驱动电路模块、开关量处理模块，主控单片机的电源输入端连接电源处理电路模块，电源处理电路模块连接蓄电池；
所述电子控制器的模拟信号处理电路模块连接传感器，所述传感器包括加速踏板位置传感器、齿条位置传感器、提前角传感器、EGR开度信号传感器、冷却水温传感器、压力传感器、进气温度传感器；
所述电子控制器的滤波整形电路模块连接发动机转速测速仪；
所述电子控制器的功率驱动电路模块分别连接齿杆执行器、提前角执行器、EGR执行器、预行程执行器；
所述电子控制器的LED驱动电路模块连接指示故障类型的故障指示模块；
所述电子控制器的通讯驱动模块连接在线标定系统模块，在线标定系统模块设有局域网接口；
所述电子控制器的开关量处理模块分别连接刹车开关、巡航开关。
所述主控单片机采用双核16位微处理器的单片机。
所述预行程执行器安装于柴油机喷油泵壳体上，并与电子控制器连接。
所述提前角执行器的输出端与现有柴油机油泵的提前角调节机构连接。
所述齿杆执行器安装于柴油机喷油泵壳体上，并与电子控制器连接。
所述EGR执行器的输出端与现有车用柴油机上的排气管相连。
本实用新型的车用柴油机电子调速器以双核16位微处理器为核心，数据处理能力强，接口配置全面，除基本调速功能外，可实现废气再循环、预行程、环境条件自动补偿，车辆自动巡航、轻载/重载，以及自适应等更复杂的控制功能和控制策略，可满足发动机国III排放的控制要求；控制器设有曲轴位置检测输入和开关式高速电磁阀驱动输出，不仅适用于发动机直列泵或单体泵的位置式控制，而且适用于VE泵的时间式控制(即电控燃油喷射)；并具有局域网接口，能够满足整车综合控制需求。
附图说明
图1为本实用新型车用柴油机电子调速器的电路原理示意图；
图2为本实用新型车用柴油机电子调速器的油量控制模型图；
图3为本实用新型车用柴油机电子调速器的EGR控制原理框图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参照图1，所述电子控制器的模拟信号处理电路模块2连接传感器，所述传感器包括加速踏板位置传感器25、齿条位置传感器27、提前角传感器26、EGR开度信号传感器24、冷却水温传感器23、压力传感器22、进气温度传感器21；所述电子控制器的功率驱动电路模块4分别连接齿杆执行器41、提前角执行器42、EGR执行器43、预行程执行器44；所述电子控制器的滤波整形电路模块3连接发动机转速测速仪31；电子控制器根据各种传感器实时检测到的柴油机运行参数，与电子控制器中预先已储存的参数值或参数图表相比较，按其最佳值或计算后的目标值输送到执行器41～44，执行器41～44将电子控制器发出的电子输出信号转换成为油量调节、喷油正时或其它变量，以达到控制目的。
所述预行程执行器44，可根据柴油机不同运行工况对供油定时进行自动调节，以改善柴油机的性能，既能达到省油的目的，又提高了工作效率；所述提前角执行器42的输出端与油泵的提前角调节机构连接，车用柴油机VE型分配泵的提前器活塞设有连通高压腔和低压腔的通道，由高速开关电磁阀控制其通断，控制器输出频率为29Hz的脉宽调制信号，按占空比控制器定时调节电磁阀，使定时活塞两侧的压力差变化，控制定时活塞的运动，由定时活塞带动凸轮盘，从而改变喷油提前角，由传感器检测出定时活塞的位置，实现反馈控制。
所述电子控制器的LED驱动电路模块5连接指示故障类型的故障指示模块51；故障诊断系统为一套运行于PC机的诊断软件，当诊断软件与电子控制器接通时，诊断软件读取电子控制器内部存储的故障代码，并通过诊断软件中直观的故障闪码功能反映控制系统的故障信息，同时故障诊断系统会通过故障指示模块51提示操作人员故障发生的原因及相应的处理措施。
所述电子控制器的通讯驱动模块6连接在线标定系统模块61，在线标定系统模块61设有局域网接口；控制系统提供的CAN总线接口主要用于与车载其它控制器之间的数据交换；电子控制器具有两路独立的CAN接口，通讯协议兼容SAE1939。高端产品需增设整车控制器，低端产品可采用发动机控制器兼作整车CAN网关功能。
所述电子控制器的开关量处理模块7分别连接刹车开关72、巡航开关71；巡航开关71、刹车开关72把巡航信号、开关信号传递给开关量处理模块7，开关量处理模块7在主控单片机1的控制下，执行相应的巡航、刹车的功能。
主控单片机1的电源输入端连接电源处理电路模块8，电源处理电路模块连接蓄电池81，为主控单片机供电。蓄电池81连接电源处理电路8，电源处理电路8连接主控单片机1的输入端，以保证各电路安全供电，电路稳定工作。
参照图2，转速传感器31连接控制器I，齿条位置传感器27连接控制器П，控制器I连接控制器П，控制器П连接齿杆执行器41，电控系统油量控制采用转速和齿杆双环PID控制，可实现全程调速器和两极调速器的功能，其外特性曲线可以任意给定；又能达到怠速和限速控制的目的：防止游车和飞车；对于烟度控制，发动机的烟度控制仅限于瞬变工况，控制的方式是使油量的供给在单位时间内不超过某一设定值。
参照图3，EGR执行器的输出端与车用柴油机上的排气管9相连，EGR控制实际是将一部分废气通过连通机构引入到进气系统中去，并通过EGR阀10控制进入进气系统的废气的多少，以达减小排气中NOx含量的目的。EGR对转矩的影响：在小负荷时，EGR率对扭矩影响较小，在大负荷时，随着EGR率的增加，发动机的扭矩下降；EGR对油耗的影响：在小负荷时，EGR会使发动机的油耗率降低，在中高负荷下，EGR的加入会使比油耗增大。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1、车用柴油机电子调速器，包括：电子控制器，所述电子控制器连接有传感器、蓄电池、执行器、标定系统模块、故障指示模块，其特征在于，所述电子控制器，包括主控单片机，主控单片机的通信接口分别连接模拟信号处理电路模块、滤波整形电路模块、电源处理电路模块、功率驱动电路模块、通讯驱动模块、LED驱动电路模块、开关量处理模块，主控单片机的电源输入端连接电源处理电路模块，电源处理电路模块连接蓄电池；
所述电子控制器的模拟信号处理电路模块连接传感器，所述传感器包括加速踏板位置传感器、齿条位置传感器、提前角传感器、EGR开度信号传感器、冷却水温传感器、压力传感器、进气温度传感器；
所述电子控制器的滤波整形电路模块连接发动机转速测速仪；
所述电子控制器的功率驱动电路模块分别连接齿杆执行器、提前角执行器、EGR执行器、预行程执行器；
所述电子控制器的LED驱动电路模块连接指示故障类型的故障指示模块；
所述电子控制器的通讯驱动模块连接在线标定系统模块，在线标定系统模块设有局域网接口；
所述电子控制器的开关量处理模块分别连接刹车开关、巡航开关。
2、根据权利要求1所述的车用柴油机电子调速器，其特征在于，所述主控单片机采用双核16位微处理器的单片机。
3、根据权利要求1所述的车用柴油机电子调速器，其特征在于，所述齿杆执行器安装于柴油机喷油泵壳体上，并与电子控制器连接。
4、根据权利要求1所述的车用柴油机电子调速器，其特征在于，所述提前角执行器的输出端与现有柴油机油泵的提前角调节机构连接。
5、根据权利要求1所述的车用柴油机电子调速器，其特征在于，所述预行程执行器安装于柴油机喷油泵壳体上，并与电子控制器连接。
6、根据权利要求1所述的车用柴油机电子调速器，其特征在于，所述EGR执行器的输出端与现有车用柴油机上的排气管相连。
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